Einfache Maschinen: Rolle, Schraube und Flaschenzug

Weißt du, was ich neulich gehört habe? - Keine Ahnung, sag's schon! - Einfache Maschinen! Weißt du, was das ist? - Nö... - Da gibt's einige. Das Rad, zum Beispiel. Natürlich habe ich vom Rad schon gehört. Aber ist es wirklich eine Maschine?

Jep, eine einfache Drehmaschine. Aber unseres dreht sich nicht mehr. Zeit für einen Reifenwechsel. Ganz schön irre, dass ich ein zwei Tonnen schweres Auto heben kann... nur mit meinen Muskeln!

Jep! Dank dieser einfachen Maschine. - Der Wagenheber? - Die Schraube. Ist die Schraube eine Maschine? Ja, eine einfache Maschine. Im Ernst, wieso kann ich das Auto heben?

Ich bin nicht so stark. Durch die Schraube im Wagenheber hast du einen Kraftgewinn. Bewegst du den Griff, wird die Drehbewegung in eine Bewegung in Richtung Achse umgewandelt. Das ist die Funktion einer Schraube. Gilt dieser Satz – "Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen –" auch für Schrauben?

Du meinst die Goldene Regel der Mechanik? Ja, schau dir die Schraube von Nahem an. Dreht sich dieser Punkt auf der Schraube einmal, bewegt er sich etwa sechs Zentimeter. Zugleich drückt die Schraube die Mutter null Komma zwei fünf Zentimeter in die Richtung der Schraube. Ein viel kleinerer Weg, aber wir haben an Kraft gewonnen.

Was du an Kraft gewinnst, sparst du an Weg. Aber das ist eine Bewegung in Richtung Schraube. Das Auto bewegt sich aber nach oben. Ja, der Wagenheber ist eine raffinierte Kombination aus mehreren einfachen Maschinen. Eine Schraube mit einem smarten System von Hebeln, die das Auto heben.

Clever, was? Absolut! Voll smart! So, der Ersatzreifen ist montiert. Wie lange werden diese einfachen Maschinen schon verwendet?

Wirklich lange! Lust auf eine kurze Zeitreise? Schau: Rollen und Seil! Ja, was glaubst du, was das ist...? Ah, kapiere!

Eine einfache Maschine! Klaro! Kannst du dir vorstellen, wie es funktioniert? Hat es wieder mit der Goldenen Regel der Mechanik zu tun? Und ob!

Achte auf das Seil und die Rollen. Der Hafenarbeiter zieht das Seil einen Meter weit, aber das Fass wurde nur einen halben Meter angehoben. "Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen." Genau so ist es. Und wenn sie wirklich schwere Lasten zu heben hatten, montierten sie einfach mehr Rollen im Flaschenzug, um einen Kraftgewinn zu erzielen. Guck mal! Hm, verstehe.

Jetzt wird das Heben einfacher, aber dafür müssen sie das Seil noch weiter ziehen. Genau, je mehr Rollen du hinzufügst, desto mehr Kraft gewinnst du, musst allerdings auch mehr am Seil ziehen. Cool! Wenn ich also einen Flaschenzug mit genügend Rollen nutze, kann ich Objekte heben, egal wie schwer sie sind? Nee, Grenzen gibt's schon!

Je mehr Rollen du montierst, desto größer die Reibungskraft am Seil. - Oh, und dann wird es also schwer? Wegen der Reibung? - Bingo! Okay, was haben wir alles an Kraftwandlern? Wir sprachen von der Rolle, der Schraube und dem Flaschenzug. Ja, und dann gibt es noch die schiefe Ebene, den Keil und den Hebel.

Einfache Maschinen. Okay, zurück in die Zukunft... in meiner komplexen Maschine. Weißt du, Philipp, jede komplexe Maschine, wie etwa dein Auto, ist meist nur eine Ansammlung von einfachen Maschinen.